МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЙ ЯДЕРНУ УНІВЕРСИТЕТ «МІФІ»
Радіобіологічного І дозиметричного планування
ПРОМЕНЕВОЇ та радіонуклідної ТЕРАПІЇ
Частина 1. Радіобіологічні основи променевої терапії. Радіобіологічне
і дозиметричне планування дистанційної променевої терапії пучками гальмівного і гамма-випромінювання
Рекомендовано УМО «Ядерні фізика і технології» як навчальний посібник
для студентів вищих навчальних закладів
УДК 539.07 (075) +615.015.3 (075) ББК 31.42я + 51.2я7 К49
Климанов В.А. Радіобіологічного І ДОЗІМЕТ-
Річеская ПЛАНУВАННЯ ПРОМЕНЕВОЇ та радіонуклідної ТЕРАПІЇ. Частина 1. Радіобіологічні основи променевої терапії. Радіобіологічне і дозиметричне планування дистанційної променевої терапії пучками гальмівного і гамма-випромінювання і електронами.
Посібник призначений для студентів, викладачів, аспірантів і науковців інженерно-фізичних і фізико-технічних вузів, що спеціалізуються в області променевої терапії, а також працівників медичних установ, які залучаються до планування променевого лікування.
Підготовлено в рамках Програми створення та розвитку НІЯУ МІФІ.
Рецензент д-р фіз.-мат. наук, проф. В.Н. Бєляєв
Список основних скорочень і позначень .......... 17
Глава 1. Радіобіологічні основи променевої терапії .............................................. 20
1. Роль радіобіології в променевої терапії. 20
2. Тимчасової масштаб процесів в радіобіології ........................................... 21
3. Основи радіобіології пухлин ...................... 23
3.1. Концепція клоногенних клітин ........................ 23
3.2. Тести на клонообразующую здатність .......... 25
3.3. Криві виживання клітин ......................... 26
3.4. Зв'язок між виживанням клітин і відповідною реакцією пухлини на опромінення ........................ 27
3.5. Причини загибелі опромінених клітин .................. 32
3.6. Відновлення клітин після радіаційних ушкоджень ................................................ 34
3.7. Радіочутливість клітин на різних стадіях клітинного циклу ............................ 35
3.8. Кисневий ефект ..................................... 37
3.9. Гіпоксія в пухлини ....................................... 39
3.10. Радіочутливість клітин в пухлинах людини .................................................... 43
3.11. Відносна біологічна ефективність іонізуючих випромінювань ............................ 48
4. Основи радіобіології нормальних тканин ....... 57
4.1. Фактори, що визначають тяжкість
радіаційних ушкоджень нормальних тканин ....................................................... 57
4.2. Пролиферативная структура тканин ................ 58
4.3. Ранні та пізні реакції тканин ...................... 60
4.4. Концепція толерантності нормальних тканин
і терапевтичний виграш ................... 61
4.5. Крутизна залежностей відповідних реакцій тканин
4.6. Радіаційна патологія ................................. 69
4.7. Кількісне визначення пошкодження нормальних тканин ........................................ 73
4.8. Ефект обсягу ............................................. 77
4.9. Основні біологічні фактори фракційної променевої терапії ........................................ 83
5. Фракціонування дози в променевої терапії ....... 84
5.1. Історія підходів до фракціонування ............. 84
5.2. Чутливість до фракціонування у рано
і пізно реагують тканин ......................... 89
5.3. Фракціонування та лінійно-квадратична модель ....................................................... 92
5.4. Визначення коефіцієнтів LQ-моделі ............ 96
5.5. Гіпофракціонірованіе .................................. 100
5.6. Ефект загального часу опромінення .................. 101
5.7. Гіперфракціонування і прискорене фракціонування ..................................... 105
5.8. Облік перерв в опроміненні ............................ 110
5.9. Низька потужність дози в брахітерапії ............. 111
Контрольні питання………………………………. 116 Список літератури ........................................... 118
Глава 2. Основні дозиметричні величини та їх застосування для розрахунку дози в дистанційній фотонної терапії ........................................... 125
1. Основні величини, що використовуються для
опису поля фотонів в радіаційній фізиці ....................................................... 125
1.1. Флюенсу і щільність потоку ......................... 126
1.3. Експозиційна доза ..................................... 128
1.4. Поглинена доза ..................................... 128
1.5. Доза в невеликій масі речовини,
що знаходиться в повітрі ................................. 130
2. Фантомні матеріали .......................................... 132
3. Процентна глибинна доза і її властивості ............ 133
3.1. Основні позначення та визначення ............... 133
3.2. Відсоткова глибинна доза .... 135
3.3. Залежність процентної глибинної дози від розмірів поля ............................................. 137
3.4. Перехід від прямокутних полів до еквівалентним квадратним полях ................ 139
3.5. Закон зворотних квадратів .............................. 139
3.6. Залежність процентної глибинної дози від
відстані «джерело-поверх» ............. 140
4. Ставлення «тканину-повітря» (ОТВ або TAR) і його властивості .......................................................... 142
4.1. Визначення TAR ........................................ 142
4.2. Залежність TAR від глибини, енергії і розміру
4.3.Фактор зворотного розсіювання і піковий фактор розсіювання .................................................... 145
4.4. Співвідношення між TAR і РDD ...................... 147
4.5. Перехід від PDD (SSD1) до PDD (SSD2),
використовуючи TAR ............................................. 148